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UV 硬化装置

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UV 硬化装置は、「UV照射により瞬時に硬化するUV樹脂やUV塗料」を、硬化・乾燥させるための装置です。

UV 硬化に使われるUV硬化樹脂・UV塗料の性能向上、密着性改良技術の発達などにより、
フィルム/プラスチック/金属/ガラスへのUV硬化(接着・印刷)も、かんたんにできるようになりました。

接着力や耐久性が高く、硬化は瞬時 というUV硬化のメリットから、UV硬化による接着/UV印刷/UV塗装/
UV コーティングなどは、一般的な技術として さまざまな業種で導入が拡がっています。

 

UV硬化装置  *写真のクリックで、詳細説明ページをご覧いただけます。

 

卓上バッチ型UV硬化装置 / コンベア搭載型UV硬化装置(365nm:1000W /メタルハライド:1500W )

 

『引出しがワイドで使いやすい(バッチ型)』と好評の実力派装置シリーズです。
コンベア搭載用/バッチ(引出し)式、ランプも高圧・メタルハライドがあります。
卓上UV硬化実験機/小型製品生産用UV硬化装置として使え、
初めてUV硬化装置を、UV硬化やUV接着でお使いになる際にもお薦めです。
照射距離を90㎜から150㎜以上まで自由に調節できます。
またコンベア付き装置・ターンテーブル付き装置もあります。

コンベア付き UV硬化装置の決定版!国内無敵の新価格 メタルハライド:2.4kW~15kW(7.5kWx2灯)

 

 

EUVシリーズは生産ライン用のUV硬化装置としてスピーディーに導入でき、
UV照射幅:100~1200mm、日本で最多のバリエーション。
高品質・多機能+国内無敵のロープライスを実現しました。
初めてUV装置をUV硬化やUV印刷でお使いになる際にもお薦めです。
短納期、リーズナブルな価格など、まさに実力抜群の即戦力シリーズです。

装置内蔵型 UV硬化装置(365nm/メタルハライド)

光源と必要な機材(連動シャッター/ミラー/ブロアー等)を内蔵したUV光源です。
内蔵UVランプも400W~11KW、照射幅50~1,000mm以上まで 各種揃っています。
大掛かりな設備を導入しなくても、このユニットを設置するだけでUV硬化できます。
製造ラインコンベアへの取付け、UVを使用する装置への組込みにもご利用ください。
灯具(ランプ内蔵)/電源/ブロアーのベーシックなセットから、シャッター付き、
コールドミラー付き、調光タイプまで、多くの種類からお選びいただけます。

UV硬化装置 UV硬化の知識

UV硬化に必要な、最低限 準備するものは、
(1)UV硬化樹脂 (またはUV硬化型接着剤)・UV塗料
(2)UV硬化装置
の2つ です。
*実際のワークサイズなどが決まっている場合は、
弊社にお電話いただけば、その場で専門担当者が
装置のご提案と価格を即答にてお知らせいたします。
また参考資料・装置外観図面 などをメール、ファクスで
お送りすることも可能です。お気軽にお問い合わせください。
マリオネットワーク環境事業部門カスタマーサービス :
電話:045-543-9437  メール:ask@m-n-w.com

UV硬化装置の選択

UV硬化装置の選定は、以下のファクターから行います。

(1)UV硬化樹脂が要求する、「UV硬化・UV照射の条件」

「UV樹脂の硬化に必要な、紫外線波長」
主に使われるUVランプは、高圧水銀ランプ:365nm/メタルハライドランプ:200~400nm です。
この2 種類のランプの、どちらが適しているか、そして 「どれだけの量の光を与えれば硬化するか」
に関してはUV樹脂/塗料の説明書に記載されていることもありますが、一般的に選択は以下のように行います。
<UV硬化装置に使われるランプ>
UV硬化装置にはUVランプが使用され、主に高圧水銀UVランプとメタルハライドUVランプです。
紫外線の中でUV樹脂の硬化に有効な波長域は365nm,または200~400nmで、
UVインキの硬化に有効な波長域は、320~400nmの長波長域とされています。
これは長波長の方が透過性に有利であることと、UVインキの場合は使用される顔料が
365nm近くに最大透過率を示すものが多いことによります。 また樹脂やインキの色によって
硬化速度は異なり、透明、紅、黄、藍、墨の順に遅くなります。
ここでUV樹脂やインキ量とUV光の照射時間のバランスに注意しないと硬化不良を起こします。
透明のUV樹脂やUV塗料で塗膜厚が薄い場合は、表面硬化に優れた高圧水銀ランプで問題ありませんが、
UVインキでは、UV光がインキ皮膜内部まで浸透して、表面と同様に内部の硬化も同時に進むことが肝要です。
また同じ皮膜厚でも、着色剤の濃度が高すぎると硬化不良を生ずるため、エキステンダー等で濃度調節し、
光の内部透過を確保することがポイントになります。
特に白ベース及び墨ベースの調色の場合、光の透過が激滅するため、濃度調節は必須条件となります。
塗膜厚が厚い場合は、長波長の発光量が多いメタルハライドランプが内部硬化性の点で有利です。

(2)ワーク側・作業者側 が求める条件

A:「UV照射するサイズ(幅または面積)」
B:「照射時間(=一日にUV硬化させる数量」
C:「ワークの、熱に対する強さ(強い or 弱い)」
D:「安全性(密閉空間での照射:バッチ式など)」
E:「作業性(卓上型・バッチ式・ハンディ・コンベア搬送用など)」
UV硬化装置に内蔵される、ランプの長さ(=ランプのワット数*)・光の強さ(UV強度)・反射ミラーの形状を、
上記条件A,B,Cから決めます。
*一般的なUVランプの出力は 「ランプの長さ1cmあたりのワット数xランプの長さ」 で決まっています。
例えば標準的な高圧水銀ランプは、ランプ1cmあたりの出力が80Wで、
1kWランプ:80Wx12cm=1000W
2kWランプ:80Wx25cm=2000W  です。
UV硬化は「UV光の強さx照射時間(秒)」で行われるため、
・どれくらいの照射幅、面積に
・どれくらいの強さのUV光を照射するか
を決めるためには、ランプのサイズ、ワット数、ミラー形状を、まず選ぶことになります。

<UV硬化装置の選択>

UV塗料・樹脂の硬化時間は紫外線量に比例します。
紫外線量(UV露光量、単位はmJ/c㎡)=UV照度(mW/c㎡)×照射時間(sec)
硬化に必要なUV露光量はUV塗料・樹脂ごとに決まっていますので、
UV照度が分かれば、上記の式から必要な照射時間が計算で得られます。
この照射時間+ワークの入れ替え作業時間から、時間当たりの処理個数が計算できます。
ランプ距離を離すと広い面積を照射できますが、光が弱まるため照射時間が長くなります。
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<ミラーの形状>
UV光源を選ぶ時、照度分布の特性を知る事が大切です。
UV照度不足による硬化不良を起こさないよう、最も照度の低い箇所
(=コンベア装置の場合はワークの両端、バッチタイプではワークの四隅)
にあわせて照射時間を設定する必要があります。
同じランプでも集光タイプの光源は、中央部のUV照度が拡散タイプより2倍強です。
集光/拡散ミラー各タイプで、どれくらいの幅・面積に、何cm離した距離からどれだけのUV光が
照射できるかを知るための資料として、照度配光分布(照度分布)グラフを参照します。
下の図7は1kW装置での例です。

<ワークの熱影響への対策>

「照射距離を離す」
「送風して熱を逃がす」
「照射スペースを冷房する」
「ワークを冷却効果のある台(水冷パイプなど)に載せる」
などの熱対策の方法がありますが、簡便な手段としてコールドミラーを使う方法があります。
コールドミラーは熱を発生する赤外線や可視光を透過し、反射しないので、ワークの受ける熱は
ランプから「直射される光」によるものだけになり、ワークの温度上昇が40~50%軽減されます。
さらに照射熱を下げる方法としてコールドフィルター(後述)もありますが、コールドミラーで、
照射距離をやや広げ、送風と組み合わせ、シャッター機構付きの装置を選択するなどで、
熱影響問題の大半はクリアできます。
さらにコールドフィルターをワークとランプの間に入れると、さらに30%程度、温度上昇を防ぐことができます。
下のグラフは高圧1000W 光源で10mmの距離で、黒色塗装したステンレス片を照射した際の温度上昇が
アルミミラー、コールドミラー、コールドフィルターでどう変化するかを測定したものです。

<参考:>

UV樹脂・UVインキの成分

UV樹脂やUVインキの成分は、高分子樹脂(分子量1万~数10万)、光重合開始剤、消泡剤、
レベリング、滑剤、 安定剤、消泡剤、インキの場合は着色料、などで、UVインキは原則として有機溶剤を含まず
100%固形する成分からなります。またUV樹脂はレベリングの問題で粘度を下げるために10~20%の
希釈剤を使用する場合があります。
化学的にはプレポリマー/モノマーを主体としており、そこに光開始剤を加えてあります。
・ プレポリマーとは、従来の塗料やインキの樹脂に相当し、皮膜の主体で、タック成分になります。
・ モノマーは溶剤に相当し、粘度の低下作用をもつと共に、蒸発せずプレポリマーと架橋反応して、
 固化皮膜の一成分となる反応性希釈剤です。
・ 光開始剤はUV光を吸収し、瞬間的に多量の反応開始種(ラジカル)を生成し、プレポリマーとモノマーの
 反応の触媒となる成分で、混入され一液化されています。

<UV印刷とUVインキ>

紫外線硬化型インキ(UVインキ)は、印刷後に照射する紫外線のエネルギーで化学反応を起こし、
通常数秒~数十秒で硬化します。これはスクリーン印刷の理想といわれてきた「版上では乾かず、
印刷後に速乾する」という機能性を実現するものです。瞬時に硬化乾燥しますので乾燥待ち時間
は不要で、印刷直後に打ち抜きや断裁などの次工程に進むことができます。また乾燥設備の縮小
化も可能で、脱溶剤等のメリットもあります。
実用面では、一般的に印刷困難とされる素材に印刷でき、インキを吸収しないアルミホイル、
プラスチックフィルムやシート等の素材にも印刷可能で、インキ皮膜が強く耐摩擦性にも優れるなどの
皮膜物性の優秀さから、プリペイド、キャッシュ、銀行、クレジットなど各種カードで標準的に使用されています。
また軟包装材の分野ではグラビア印刷方式にも用いられています。
オフセット、凸版、フレキソ、スクリーン、インクジェットなど多彩な用途に応じたインキが発売されており、
クリヤファイル、プリペイドカード、食品や化粧品などのパッケージ、軟包装材、サイン・ディスプレイ、
UVデコレートなどの表面加工の分野で導入も進んでおり、またインライン加工も可能なため、シール・ラベル、
ビジネスフォームの分野においても導入活用が進んでいます。

<UV硬化膜の硬度>

塗装やコーティング剤の「硬さ」の表示としては「鉛筆硬度」が一般的です。その次には「モース硬度」といわれる、
鉱石による硬度判定「硬度」表示が使われます。ただし、UV塗装/コーティングでは「耐摩耗性がそれぐらい」という
意味でしかありません。本当に硬度6であれば、例えば床に薄いガラス板を貼ったのと同じで、踏んだ時点で粉々に
割れてしまいます。UV塗料で「硬度6」などと言いきっている場合、それは販売者に製品知識が無いことの証明です。
耐摩耗性の比較で、車の塗装などの「ウレタン系の塗料」だと鉛筆硬度でH~2H程、「高級・高品位塗装」と呼ばれる
アクリルポリエステル系塗料、水性塗料、硬質エナメルクリア塗料、フッ素樹脂塗装などは3~4Hの鉛筆硬度相当です。
ちなみに車のフロントガラスは「耐摩耗性の比較」ではなく、本来の意味で鉛筆硬度5H程度です。
また注意すべき点として、1Hの塗膜に5Hのコーティング施工をしても1Hの硬さ以上にはなりません。
ミクロン膜厚のコーティングでは、例えばスポンジに1μのガラス膜を貼り、そこに力をかけると簡単に割れるのと同じで、
塗膜には下地の硬度が反映されます。

 

お問合せ先 説明担当者が常駐しています。
045-543-9437(環境事業部門)
まで、ご相談・お問い合わせください。
e-mail:  ask@m-n-w.com

 

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